MySQL事务中的redo与undo的分析（图文）

我们都知道事务有4种特性：原子性、一致性、隔离性和持久性，在事务中的操作，要么全部执行，要么全部不做，这就是事务的目的。事务的隔离性由锁机制实现，原子性、一致性和持久性由事务的redo 日志和undo 日志来保证。所以本篇文章将讨论关于事务中的redo和undo的几个问题：

• redo 日志与undo日志分别是什么？

• redo 如何保证事务的持久性？

• undo log 是否是redo log的逆过程？

redo log

Redo 的类型

重做日志(redo log)用来保证事务的持久性，即事务ACID中的D。实际上它可以分为以下两种类型：

• 物理Redo日志

• 逻辑Redo日志

在InnoDB存储引擎中，大部分情况下 Redo是物理日志，记录的是数据页的物理变化。而逻辑Redo日志，不是记录页面的实际修改，而是记录修改页面的一类操作，比如新建数据页时，需要记录逻辑日志。关于逻辑Redo日志涉及更加底层的内容，这里我们只需要记住绝大数情况下，Redo是物理日志即可，DML对页的修改操作，均需要记录Redo.

Redo 的作用

Redo log的主要作用是用于数据库的崩溃恢复

Redo 的组成

Redo log可以简单分为以下两个部分：

• 一是内存中重做日志缓冲 (redo log buffer),是易失的，在内存中

• 二是重做日志文件 (redo log file)，是持久的，保存在磁盘中

什么时候写Redo?

上面那张图简单地体现了Redo的写入流程，这里再细说下写入Redo的时机：

• 在数据页修改完成之后，在脏页刷出磁盘之前，写入redo日志。注意的是先修改数据，后写日志

• redo日志比数据页先写回磁盘

• 聚集索引、二级索引、undo页面的修改，均需要记录Redo日志。

Redo的整体流程

下面以一个更新事务为例，宏观上把握redo log 流转过程，如下图所示：

上图表示了重做日志的写入流程，每个mini-transaction对应每一条DML操作，比如一条update语句，其由一个mini-transaction来保证，对数据修改后，产生redo1，首先将其写入mini-transaction私有的Buffer中，update语句结束后，将redo1从私有Buffer拷贝到公有的Log Buffer中。当整个外部事务提交时，将redo log buffer再刷入到redo log file中。

undo log

undo log的定义

undo log主要记录的是数据的逻辑变化，为了在发生错误时回滚之前的操作，需要将之前的操作都记录下来，然后在发生错误时才可以回滚。

undo log的作用

undo是一种逻辑日志，有两个作用：

• 用于事务的回滚

• MVCC

关于MVCC(多版本并发控制)的内容这里就不多说了，本文重点关注undo log用于事务的回滚。

undo日志，只将数据库逻辑地恢复到原来的样子，在回滚的时候，它实际上是做的相反的工作，比如一条INSERT ，对应一条 DELETE，对于每个UPDATE,对应一条相反的 UPDATE,将修改前的行放回去。undo日志用于事务的回滚操作进而保障了事务的原子性。

undo log的写入时机

• DML操作修改聚簇索引前，记录undo日志

• 二级索引记录的修改，不记录undo日志

需要注意的是，undo页面的修改，同样需要记录redo日志。

undo的存储位置

在InnoDB存储引擎中，undo存储在回滚段(Rollback Segment)中,每个回滚段记录了1024个undo log segment，而在每个undo log segment段中进行undo 页的申请，在5.6以前，Rollback Segment是在共享表空间里的，5.6.3之后，可通过 innodb_undo_tablespace设置undo存储的位置。

undo的类型

在InnoDB存储引擎中，undo log分为：

• insert undo log

• update undo log

insert undo log是指在insert 操作中产生的undo log，因为insert操作的记录，只对事务本身可见，对其他事务不可见。故该undo log可以在事务提交后直接删除，不需要进行purge操作。

而update undo log记录的是对delete 和update操作产生的undo log，该undo log可能需要提供MVCC机制，因此不能再事务提交时就进行删除。提交时放入undo log链表，等待purge线程进行最后的删除。

补充：purge线程两个主要作用是：清理undo页和清除page里面带有Delete_Bit标识的数据行。在InnoDB中，事务中的Delete操作实际上并不是真正的删除掉数据行，而是一种Delete Mark操作，在记录上标识Delete_Bit，而不删除记录。是一种"假删除",只是做了个标记，真正的删除工作需要后台purge线程去完成。

undo log 是否是redo log的逆过程？

undo log 是否是redo log的逆过程？其实从前文就可以得出答案了，undo log是逻辑日志，对事务回滚时，只是将数据库逻辑地恢复到原来的样子，而redo log是物理日志，记录的是数据页的物理变化，显然undo log不是redo log的逆过程。

redo & undo总结

下面是redo log + undo log的简化过程，便于理解两种日志的过程：

假设有A、B两个数据，值分别为1,2.
1. 事务开始
2. 记录A=1到undo log
3. 修改A=3
4. 记录A=3到 redo log
5. 记录B=2到 undo log
6. 修改B=4
7. 记录B=4到redo log
8. 将redo log写入磁盘
9. 事务提交

实际上，在insert/update/delete操作中，redo和undo分别记录的内容都不一样，量也不一样。在InnoDB内存中，一般的顺序如下：

• 写undo的redo

• 写undo

• 修改数据页

• 写Redo

小结

本文分析了事务中的redo和undo日志，参考了一些资料书籍整理得出，可能有些地方表述的不清楚。如有不对之处，欢迎指出。

以上就是MySQL事务中的redo与undo的分析（图文）的详细内容，更多请关注 第一PHP社区 其它相关文章！